Aerul; s; nsav; r; l

Jurnalul de Științe ale Naturii, XVIII. Volumul 198, Broșura 198, februarie 1886

Despre dioxidul de carbon din aer

Dioxidul de carbon din aerul de deasupra acestuia joacă un rol important în gospodăria naturii, chiar și în lumea organică și cea anorganică. Este, ca să spunem așa, un depozit al lumii organice, deoarece acea cantitate uriașă de carbon, sub forma compușilor noștri organici, alcătuiește corpurile animalelor și plantelor, acumulate în materialele noastre de încălzire și iluminare, și provine din acid carbonic al aerului. În lumea anorganică, dioxidul de carbon este un factor geologic foarte important; distruge și formează roci; influențează semnificativ formarea solului; se pregătește pentru absorbția nutrienților minerali și stabilește circulația materiei în lumea minerală, dând astfel viață și celor neînsuflețiți. În orice caz, efectul dioxidului de carbon din aer asupra lumii organice și anorganice este mare și semnificativ și, dacă ne uităm mai profund la fenomenele care pot avea loc, putem forma o imagine bună a cât și cât poate natura cultivați cu mijloace mici.

Lumea științifică este foarte conștientă că dioxidul de carbon este prezent și în aer, datând din 1774, când naturalistul suedez Bergmann l-a descoperit cu toată determinarea. Spun asta cu o mare hotărâre, deoarece prezența acidului carbonic în aer a fost suspectată înainte, dar nu au îndrăznit să-l afirme ca un fapt sigur, neputând să-l detecteze experimental. Cea de-a doua problemă a fost abordată în 1778 de H. B. de Saussure, care știa deja că dioxidul de carbon nu era întotdeauna prezent în aerul de deasupra uscatului, ci și în aerul mării, precum și dincolo de zăpada moștenită din Montblanc.

Prima determinare cantitativă a dioxidului de carbon din aer a fost încercată de Humboldt în 1791 și Fourcroy în 1801.

Determinarea se efectuează de obicei prin combinarea unui anumit volum măsurat de aer cu substanțe (var, apă baritică, hidroxid de potasiu, var sodic etc.) care absorb dioxidul de carbon al aerului rapid și perfect și reduc reducerea volumului sau creșterea în greutate a absorbantelor.mașurarea sa exactă dă o valoare cantitativă a conținutului de acid carbonic.

Datele noastre fiabile privind conținutul de dioxid de carbon din aer au fost disponibile numai de când Pettenkofer M. din München și-a stabilit metoda excelentă atât în ceea ce privește simplitatea, cât și acuratețea, pe care noi cercetători, cu puține excepții, o urmează. În 1858 a pus bazele acestei metode; A fost îmbunătățit substanțial în 1862, iar mai târziu, el și alții au făcut unele îmbunătățiri.

Primul care și-a efectuat studiile ample cu metoda de determinare a acidului carbonic al lui Pettenkofer a fost Smith A., un scafandru englez, care în Manchester (3,69) și Londra (3,49) în 1864 (deasupra Themse: 3,43; 3,01 în parcuri; 3,80 pe străzi), și mai mult în partea de sus (3.32) și în partea de jos (3.41) a muntelui și a examinat rezultatele medii între paranteze.

La noi dr. Profesorul József Fodor se ocupă de mulți ani de determinările acidului carbonic și de rezultatele experimentelor sale. publicat în stimata sa lucrare intitulată. Deja în 1874 a efectuat determinări de acid carbonic în Cluj-Napoca și media a 7 analize a fost de 3,80. Din martie 1877, el efectuează regulat și permanent analize de dioxid de carbon atmosferic la Budapesta și și-a extins experimentele la studiul tuturor cauzelor naturale care influențează fluctuația conținutului de acid carbonic.

Privind scufundările în ordine cronologică, comparând datele raportate și luând în considerare toate rezultatele pe care fiecare scafandru le-a găsit cu privire la condițiile care pot afecta conținutul de dioxid de carbon din aer, putem forma acum următoarea imagine a problemei conținutului de dioxid de carbon a aerului.

Se poate afirma cu o anumită certitudine că cantitatea medie de dioxid de carbon din 10.000 de volume de aer atmosferic liber este de 3 părți, adică, ilustrat printr-un exemplu special, 10 litri de aer conțin 3 centimetri cubi, adică 6 miligrame de acid carbonic în greutate . Dacă sunt posibile abateri de la această medie sunt încă limitate. De fapt, fluctuațiile nu sunt atât de semnificative pe cât se credea anterior, chiar și în circumstanțe diferite, iar rezultatele din ultimii 20 de ani se dovedesc mai mult în favoarea, mai degrabă decât împotriva, nivelului constant al conținutului de dioxid de carbon.

Având în vedere ceea ce tocmai s-a spus despre conținutul de dioxid de carbon din aerul urban și rural, nu va surprinde faptul că vegetația are un efect direct redus asupra conținutului de dioxid de carbon al aerului, diferența dintre aer și altele. zone acoperite cu vegetație luxuriantă.conținutul de dioxid de carbon din aer este foarte scăzut. De asemenea, în orașe, creșterea dioxidului de carbon din diverse surse nu este capabilă să mărească în mod semnificativ cantitatea de dioxid de carbon din aerul închis al orașului, astfel încât dioxidul de carbon care este prezent în mod continuu pe parcursul ciclului de viață al vegetației nu are o impact asupra mediului direct.

Două probleme foarte interesante și importante îmi vin în minte atunci când discutăm despre conținutul de carbon al aerului; și anume, care sunt sursele de dioxid de carbon din aer și ce factori reglează conținutul de dioxid de carbon din aer?

S-a estimat că avem în atmosferă aproximativ 5 trilioane de kilograme de carbon sau 2353 trilioane de kilograme de dioxid de carbon și aproximativ 642 trilioane de kilograme de carbon. Fără îndoială o cantitate uriașă, care trebuia să pătrundă în atmosfera noastră de undeva, dar care ar da și mai mult dacă o cantitate foarte mare din ea nu ar fi folosită continuu, adică nu s-ar epuiza. Desigur, nu poate fi stabilit dacă această cantitate nu a fost niciodată semnificativ mai mare și dacă conținutul de dioxid de carbon din aer nu a scăzut de la o anumită etapă de formare a pământului sau dacă se înmulțește. Este un fapt faptul că am consumat mult dioxid de carbon în timpul procesului de formare a pământului, la care ne putem gândi puțin dacă luăm în considerare depozitele uriașe de cărbune, lignit și gazon de pe Pământ, care, fiind reziduuri de plante, trebuiau să să fie preluat din dioxidul de carbon din aer. Dar chiar mai mult decât cantitatea de acid carbonic necesară pentru formarea lor, cantitatea de acid carbonic care face parte din vastele întinderi ale Pământului de munți de var și dolomit și multe alte roci carbogazoase și la care materia nu ar putea ajunge cu nimic din altă parte decât aerul acid carbonic.

Cantitatea de dioxid de carbon egală cu conținutul de dioxid de carbon din atmosferă se află astăzi într-un strat de calcar gros de 8-9 metri, în care ar fi învelit Pământul. Iar varul și dolomita care au fost depozitate de fapt pe Pământ de la apariția vieții organice este cu siguranță de o sută de ori mai mare decât această masă, iar cantitatea totală de var și dolomită de pe Pământ este de cel puțin 200 de ori mai mare, deci conține de două sute de ori mai mult dioxid de carbon decât atmosfera noastră.

Cu toate acestea, este greu de imaginat că acest vast set de dioxid de carbon ar fi fost împreună în atmosfera noastră în același timp, deoarece în aerul atât de abundent cu acid carbonic, nici plantele și nici animalele nu ar fi putut începe să se dezvolte și viața nu ar fi avut posibil în astfel de condiții. Este mult mai probabil ca, de la începutul vieții organice, pierderea dioxidului de carbon din aer să fi fost înlocuită de reproducere continuă, chiar și în măsura în care pierderea în greutate și reproducerea au fost întotdeauna în echilibru. Fenomenele actuale sugerează cel puțin acest lucru și nu avem niciun motiv să presupunem condiții diferite în epocile geologice anterioare, deși este probabil ca rata pierderii în greutate și a reproducerii să fi variat de la o perioadă la alta.

În ceea ce privește sursele în sine, care furnizează substanța pentru conținutul actual de dioxid de carbon din aer, adică acolo unde are loc reaprovizionarea continuă, acestea sunt diferite. Acestea sunt situate parțial pe sol, parțial subteran, dar pot exista unele în afara Pământului. Cel puțin Sterry Hunt crede că întregul univers este umplut cu aceeași atmosferă cu aerul nostru, din a cărui sursă inepuizabilă toate pierderile din atmosfera fiecărei planete sunt acoperite de difuzie și toate schimbările posibile sunt compensate.

O astfel de sursă extraterestră de acid carbonic este mult mai ipotetică decât poate fi acceptată ca bază pentru explicarea fenomenelor care apar în atmosfera Pământului; cu atât mai puțin cu cât știm despre sursele de acid carbonic, a căror autenticitate este fără îndoială.

Cel mai apropiat lucru la care trebuie să ne gândim este sursa bogată de acid carbonic, care rezultă din metabolismul oamenilor și animalelor, precum și din cantitatea de dioxid de carbon din putregaiul și degradarea materialelor animale și vegetale, fermentarea materialelor care conțin zahăr și arderea materialelor de încălzire și iluminat. Respirația, descompunerea și arderea sunt toate procesele prin care cantitatea de carbon pe care plantele o îndepărtează din acidul carbonic din aer și îl procesează pentru a forma materia organică este din nou transformată în acid carbonic și readusă de unde a provenit. În acest fel, aerul recâștigă cantitatea de acid carbonic pe care ciclul de viață al plantelor îl îndepărtează. Următoarele exemple sunt utilizate pentru a detecta cantitatea de dioxid de carbon eliberată în aer prin aceste procese.

50 de persoane expiră aproximativ 1 metru cub de dioxid de carbon într-o oră. Populația Budapestei (patru sute de mii în număr rotund) este de peste 50 de milioane de metri cubi într-un an, cei 16 milioane de locuitori ai Ungariei în aceeași perioadă sunt de 2824 milioane de metri cubi, iar cei 1.400 de milioane de oameni care trăiesc pe Pământ sunt de aproximativ 245.280 milioane de metri cubi. Desigur, cantitatea de dioxid de carbon care pătrunde în aer în timpul respirației întregii faune a Pământului este chiar mai mare decât aceasta.

Arderea unei glazuri de cărbune (cu un conținut mediu de carbon de 82%) produce un număr rotund de 76 metri cubi de dioxid de carbon. Prin creșterea consumului anual de cărbune la 2.000 de milioane de grame pe an la nivel mondial, această cantitate de cărbune va crește conținutul de carbon din aer cu aproximativ 152.000 milioane de metri cubi, sau 268.832 milioane de kilograme de dioxid de carbon, într-un an.

În cazul putrezirii și fermentării, deși ar exista o bază pentru un calcul similar, îi lipsește ceea ce ar putea fi aplicat; căci nu avem nicio idee despre cantitatea de materie organică care trece prin aceste procese în timp. Dar faptul că o cantitate uriașă de acid carbonic se formează în acest fel este mai puțin dificil de imaginat.

Se știe că cantități uriașe de acid carbonic curg din adâncurile Pământului în locuri în care există vulcani care funcționează sau sunt deja dispăruți, parțial direct sub formă gazoasă și parțial sub formă de izvoare carbogazoase. Astfel de expirații carbonacee și surse carbonatate sunt întâlnite în toate părțile Pământului; adesea în grupuri și în zonele rurale în cantități atât de mari încât au și ele un efect inhibitor asupra dezvoltării vieții.

În timpul funcționării vulcanice, o cantitate semnificativă de acid carbonic este în mod normal eliberată în aer împreună cu alte gaze și vapori și chiar și vaporii de apă ai fumarolilor sunt însoțiți de obicei de o cantitate mică de acid carbonic.

Toate acestea sunt dovezi destul de clare că în adâncurile pământului nostru există una dintre cele mai puternice surse de acid carbonic, care își transportă materialul la suprafață și în atmosferă în acest fel. Dar ce face această sursă inepuizabilă, adică care este sursa bine a acestei surse bogate de acid carbonic?

Fără îndoială, se găsește în procesele chimice care au loc neîncetat în adâncurile patului; ele pot furniza doar cantitatea extrem de mare de acid carbonic, care trebuie să fi jucat un rol în formarea vulcanului. În adâncurile Pământului, pot exista mase uriașe de roci carbogazoase care sunt în continuă transformare, în timp ce acidul carbonic este eliberat întotdeauna, ajungând la suprafață. Sub influența acidului silicic, aceste roci sunt transformate parțial în compuși ai acidului silicic, roci silicatate și parțial afectate de alți acizi mai puternici decât acidul carbonic, modificându-le compoziția și schimbându-le în roci diferite.

Aerul solului este foarte bogat în acid carbonic; de zece ori, de o sută de ori mai bogat decât aerul circular. Ce este mai natural decât faptul că, dacă, din orice motiv, aerul solului curge la suprafața solului într-o măsură mai mare sau mai mică, aici poate crește semnificativ dioxidul de carbon al aerului. Debitul ascendent este de obicei prin difuzie, dar uneori dioxidul de carbon din aerul din sol se amestecă cu atmosfera prin erupții puternice.

Marea poate fi, de asemenea, considerată o sursă de dioxid de carbon; dar din moment ce marea este intactă ca un regulator al conținutului de dioxid de carbon din aer, va discuta printre acești factori.

Producția de cantități foarte mari de dioxid de carbon din sursele menționate mai sus de dioxid de carbon ne-ar umple atmosfera cu acest gaz toxic într-un timp relativ scurt, dacă nu ar exista un consum atât de mare încât conținutul de dioxid de carbon din aer crește . Faptul că consumul, ca să spunem așa, are loc întotdeauna în aceeași măsură ca reproducerea este suficient justificat de micile fluctuații ale conținutului de dioxid de carbon din aer. Dacă pierderea în greutate și reproducerea nu ar fi menținute în echilibru, ar trebui să constatăm că conținutul de dioxid de carbon din atmosfera noastră este mult mai mare și apoi mult mai mic, de obicei în mod constant, mai degrabă decât așa cum s-a constatat în studiile anterioare. Astfel, factorii naturii care consumă dioxidul de carbon al aerului reglează și conținutul acestuia. Datorită acestui fapt, conținutul de dioxid de carbon din atmosfera noastră nu crește sau scade într-o asemenea măsură încât cantitatea sa ar perturba gospodăria naturii și ar împiedica sau împiedica dezvoltarea vieții.

Vegetația este cel mai cunoscut dintre factorii care reglementează conținutul de dioxid de carbon din aer. În natură, aceasta are sarcina importantă de a face compuși organici, adică conținând carbon, din substanțe anorganice, care sunt folosiți parțial ca nutrienți pentru regnul animal și parțial ca hrană pentru oameni sau în alte scopuri. Unul dintre cei mai importanți compuși anorganici din care o plantă produce materie organică în timpul ciclului său de viață este acidul carbonic din aer. Este un fapt dovedit experimental că planta nu este capabilă să se reproducă și chiar începe încet să se estompeze atunci când dioxidul de carbon este îndepărtat artificial din atmosfera sa, deși nu s-au produs schimbări în alte condiții. Cantitatea de carbon care se acumulează în vegetație provine exclusiv din acidul carbonic din aer, astfel încât acidul carbonic din aer este un nutrient esențial pentru vegetație. Plantele descompun dioxidul de carbon absorbit de corpurile lor, reținând carbonul, asimilându-l în corpul lor și expulzând oxigenul neutilizat.

Cât de mult dioxid de carbon consumă planta, adică cât elimină din atmosferă, poate fi măsurat doar prin cantitatea de carbon care se acumulează în toate culturile unui an. Dacă cunoaștem randamentul mediu anual al unui hectar de pădure, lemn și frunze, randamentul de 1 hectar de teren arabil etc. și dacă cunoaștem cantitatea de carbon din produsele recoltate, atunci cantitatea totală de carbon poate fi ușor de calculat.

Dacă am cunoaște dimensiunea zonei acoperite de vegetație, am putea forma un concept al cererii de dioxid de carbon a vegetației de pe întregul Pământ. În acest sens, datele sunt incomplete; dar aproximativ 1/4 din suprafața terenului poate fi considerată cu siguranță acoperită de vegetație, adică aproximativ 10.159.875.000 de hectare. Pe baza nevoilor de dioxid de carbon din zona de vegetație din Ungaria, vegetația întregului uscat este de aproximativ 90 de miliarde de kg într-un an. consumă dioxid de carbon. Dacă conținutul de dioxid de carbon din aer nu ar fi crescut continuu, conținutul constant de dioxid de carbon (aproximativ 2353 trilioane kg) s-ar pierde în 26 de ani; dar poate că într-un timp și mai scurt decât consumul de alge marine nu a fost pus în discuție.

Marea este, de asemenea, listată ca un puternic regulator al carbonului și ca sursă de dioxid de carbon. Conținutul de dioxid de carbon din aer este strâns legat de bicarbonatul de var dizolvat în mare. Când conținutul de dioxid de carbon din aer scade, cantitatea potrivită de bicarbonat de var dizolvat în apa de mare se descompune, eliberează jumătate din dioxidul său de carbon în aer, iar carbonatul de var se depune în mare. Dacă, pe de altă parte, conținutul de acid carbonic din aer crește, apa de mare absoarbe acidul carbonic și formează din nou bicarbonat de var. Acesta este modul în care marea curge pentru a restabili echilibrul dintre carbonatare și epuizare și acționează ca un adevărat regulator al conținutului de carbon din aer. Motivul acestui fenomen poate fi găsit în faptul că există o anumită relație de tensiune între acidul carbonic legat al bicarbonatului de var în soluție și acidul carbonic liber al aerului, care încearcă să le mențină pe cele două în echilibru constant.

Nu mi se pare neinteresant să menționez încă întrebarea ridicată recent de geologul englez Lawes J. B. Potrivit acestuia, creșterea dioxidului de carbon este mai semnificativă decât consumul. Și întrucât excesul de carbon se formează în detrimentul carbonului liber al Pământului, el întreabă unde natura compensează această pierdere constantă de carbon. Ô consideră că carbonul organic al oceanelor este sursa acestui lucru. Potrivit acestuia, chiar și în adâncimi foarte adânci ale mării, conținutul de dioxid de carbon este atât de mare încât un strat de apă gros de 1000-1500 de metri conține cel puțin de trei ori mai mult carbon decât cantitatea de carbon din coloana de aer de deasupra suprafeței sale. El crede că cantitatea mare de carbon acumulată în ocean va putea suplini pierderea de carbon pe Pământ pentru mult timp și că echilibrul este asigurat și în această direcție.